如何有效阻止新型冠状病毒在建筑HVAC 系统传播

来源:秦强

1,前言:

近期新型冠状病毒在空气中气溶胶方式传播引起大家担心,而中央HVAC(Heating, Ventilating, and Air Conditioning系统)是负责建筑物内部取暖制冷,通风及过滤空气杂质的唯一系统,病毒是否通过HVAC系统传播?举例说,Princess邮轮公司“钻石公主”号多名乘客在船上感染新冠病毒,就有专家怀疑邮轮的暖通空调系统应对病毒传播负责,这就是我想将两者结合起来做一个更深入讨论的初衷。

2,新冠病毒特点

资料显示,新冠病毒在体外的存活时间并不会很长,具体的存活时间,和当时的温度和湿度有直接关系。另外需要澄清事实是打开冷暖气不会杀死病毒,耶鲁大学的免疫生物学家发现,室内相对湿度与病毒传播效率之间存在着一个“最佳平衡点”:空气相对湿度40%-60%,病毒的传染能力要小得多。所以建议大家冬天一定要用加湿器,将室内空气相对湿度控制在最佳范围。

3,阻止新冠病毒在建筑HVAC系统传播相关措施

越来越多证据显示,建筑中的HVAC系统在病毒传播中仅扮演很小的角色,新冠病毒主要还是飞沫和接触传染,气溶胶传染的风险相对较低。毕竟病毒在空气中存活时间有限,还会被空气稀释,难以达到致病浓度。 举例说,Princess邮轮公司“钻石公主”多名乘客在船上感染新冠病毒, 由于邮轮上的HVAC过滤系统与公寓酒店相似。 提供很好参照研究例子,游轮上的新鲜空气是由多个空气处理装置提供的。但是这些过滤处理系统是用来处理空气杂质及细菌而不是病毒的。病毒尺寸很小,需要功能非常强大的过滤系统才能过滤,这时系统送风量必须很大,以至于空气处理单元(AHU,air handling units )可能是原来的很多倍。这意味着能源消耗和排放量将高出许多,对于邮轮而言这并不可取.

但由于低层建筑(独立,半独立,镇屋)与公寓酒店的中央HVAC系统不同,防患于未然,美国供热制冷和空调工程师协会(ASHRAE)二月发布了与COVID-19相关的指南。包括几点措施:

1),使更多的外部新鲜空气进入建筑物

首先要清楚目前没有任何过滤系统或建筑系统功能可以清除空气传播的病毒。最好的建议是开窗或打开HRV新风系统,最大程度的稀释室内污染空气。

2),打开紫外线(UV 杀菌)系统

如果暖通空调系统装有紫外线杀菌,请确保它们打开并且可以运行。2012年,杜克大学医学中心的一项研究表明,紫外线可以杀死97%的抗生细菌,但是,UV 杀菌系统的细节非常重要(例如,灯具的设计,灯的类型,灯的位置,气流量混合等),如不考虑这些因素的情况下将紫外线简单地添加到现有系统中,没有显示出任何好处。

3) 换为HEPA(High Efficiency Particulate Air高效空气过滤网

新冠病毒的直径约为0.125微米或125纳米。 然而,它经常因咳嗽和打喷嚏气溶胶中传播,达到大多数生物气溶胶的尺寸范围为0.5-3微米,滤网MERV(Minimum Efficiency Reporting Value) 等级达到17,是可以捕获到带病毒气溶胶。但是任何空气过滤器都不可能100%有效,另外值得一提的是离子发生器,臭氧发生器,等离子体和其他空气净化技术都无法减少实际建筑物中的病菌感染。便携式空气净化器与建筑物过滤系统类似,如用HEPA(High Efficiency Particulate Air高效空气过滤网对清理不同房间有一定帮助

4,高层建筑管道通风的挑战

含病毒的气溶胶,令人担心的传播途径,除了中央空调系统就是下水道了,当高层建筑住户冲洗厕所时,废水会排入垂直废水管中。向下流废水会将下边空气推向下方,并将后方空气吸入,从而在排水系统内产生正压和负压。这些压力会在管道通过的公寓单位用虹吸水吸入或将下水管u 型弯管(P trap)水封推出,使密封管道浊气泄漏到住户生活空间。所以高层建筑会设计称为排气管第二个垂直管道,通常平行于排水管,每隔五层将空气引入排水管,以避免污染的空气进入其他楼层的公寓单元。钟南山院士提到过2004“香港淘大花园”的SARS病毒案例:香港一栋楼宇,上下楼层住户相继得病。每栋33层,每层8个单元,所有台盆、浴缸和马桶冲走的生活废水,最终都是混在一起,通过垂直排污总管排出的。当在浴室打开排风扇,室内产生负压。排污总管里带有病毒的空气,通过地漏回流到浴室中。就是说,病毒理论上确实可能通过下水道传播,但也需要一定的前提条件:家庭地漏的水槽干涸没能发挥应有的隔气作用。另外,淘大花园的采光井非常狭小,空气不流通。并被浴室排风扇抽取到相邻单元间的采光井,病毒就可以通过敞开的窗户传播到室内。

5,高层建筑住户应对措施:

1、地漏务必加盖+每周加水(500mL左右)。

2、定期对厕所和浴室的地漏消毒液,氯片进行消毒

3、卫生间保持外部开窗通风。

4、马桶冲水的时候,盖上马桶盖再冲,避免引起液体飞溅

 

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